六件拉链拉头自动装配机设计.doc

前言六件拉链拉头自动装配机设计前言拉链自从问世以来，已经有了一百多年的历史，其作用及地位是不可代替的。拉链虽然是小商品，但市场很大，世界上人均约需5条拉链，这个数字是非常惊人的。我国拉链的年产量约占世界总年产量的548，出口量约占总进出口贸易的2.l，数量比较大。拉链的应用越来越广泛，涉及服装、玩具、医学等多个领域，而且发展势头被看好。现在，拉链市场的竞争将越来越白热化，谁拥有先进的技术，谁就将拥有市场。拉链的一个重要的组成部分是拉链头，拉链头按照零件的多少可以分为四件拉链头和六件拉链头。四件拉链头主要包括本体，拉片，铜马和帽盖。六件拉链头包括本体、拉片、拉片环、铜马、弹簧和铆钉。 四件拉链头的装配一共包括四道工序：1本体的定位；2拉片的装配；3铜马的装配；4帽盖的装配以及冲压固紧。六件拉链头装配相比较复杂包括至少六道工序：1.本体定位；2.弹簧安装；3.拉片和拉片环安装；4.拉片整体定位安装；5.铜马；6.铆钉安装及冲压固紧。虽然国内生产的拉链数量比较多，但是我国目前还没大规模实现四件拉链头的自动装配。六件的更是没有能实现自动装配，大都还是手工进行装配的，生产效率非常低，产品质量得不到保证。如果实现了六件拉链头自动装配，生产效率将可以大大提高，而且产品质量也可以上一个档次，其意义是十分重大的。虽然目前有不少科研单位和高校在研究六件拉链头自动装配，但是市场上还没有出现六件拉链头自动装配机。本毕业设计在这方面作了试探性的研究和初步的结构设计。 拉链结构轻巧方便耐用，深受人们面欢、但如果仅仅依靠手工装配，生产效率低下，产品质量得不到保证，将远远不能满足市场的需要，在残酷的市场竞争中终将被淘汰。另外，实现自动装配以后，还可以大大降低工人的劳动强度，把工人繁重和枯燥的重复劳动中解放出来。因此，实现拉链的自动装配势在必行。鉴于此，本人在傅蔡安老师的指导下，积极收集资料，并且参观了四月份在无锡举办机床床展，从中受到了一定的启发，为设计六件拉连头自动装配机做准备。然而，由于国内尚未有厂家生产过这种六件拉链头自动装配机并且厂家对四件装配机技术保密，因此我没能接触观察到四件装配机的具体结构，没有找到有直接价值的信息。可以说我的设计工作是在没有任何参考资料的情况下进行的，遇到了很多的困难，相对于我而言难度是非常大的。但在我及傅蔡安老师的共同努力下，查阅相关资料，做了很多实验之后，还是取得了很大的进展。通过思考提出了很多方案以及很多有价值的设想；然后通过继续思考讨论、比较和论证，最终确定了一套比较成熟的方案。虽然，由于时间仓促、水平有限，这套方案还是有很多缺点和经不起考验的地方，显得很不成熟，但这是我这三个月来努力的成果，恳请各位老师批评指正，不吝赐教。这套自动装配线方案的设计生产速度可以达到每分钟装配120个拉头，相当于20个工人每分钟的手工装配量，它的生产效率是人工装配所不能比的。正如无锡利锡拉链制造有限公司的戈总所说的：“提供最令顾客满意的产品和服务来提升中国人的尊严和人类的幸福！”我们将尽最大的努力来完成这次的设计任务。由于本人水平有限缺、乏实际经验，难免会有一些不足之处，敬请指出并加以改正，本人将深表谢意。下面将详细阐述我整个毕业设计的过程。图0六件拉链头自动装配机设计第一章 六件拉链头自动装配机总体方案设计1.1分析零件1.1.1本体本体是拉链头的主体，其余零件都是安装到它上面的，如图（1）（2）。由图可以看出拉链头本体结构复杂，其轮廓为不规则形状，而且零件尺寸小，因此本体的定位和加紧就比较困难。这样在设计拉练头自动装配机的过程之中应充分考虑这些特点。图1图21.1.2 拉片拉片在拉链装配起着重要的作用，拉片安装的好坏直接关系到拉链是否成功。从图中可以看出拉片零件十分复杂，但最主要的是拉片的定位和拉片的落料的方式，选择合理的落料方式和正确的定位方式是装配中的重点。图3图41.1.3 拉片环拉片和拉片环要首先进行装配固紧，然后才能作为一个部件与本体定位装配。如图可以知道拉片环尺寸很小装配时定位较困难。因此拉片和拉片环定位精度要求较高。这是机构设计中要着重考虑的问题。图5图61.1.4 铜马从图中可以看出该零件比较小巧，厚度仅为0.3mm，并且外形不规则给定位带来很大的不便。它是拉链装配中最困难的一环。选择合理的落料方式和如何把它放入本体之中是在装配中最值得推敲的一部分。图7图81.1.5弹簧弹簧是拉链头上最小的零件，长4mm，直径0.8mm。对装配精度要求很高，机构要求设计的比较精巧，要能够保证弹簧准确落在弹簧座内。这是弹簧装配机构设计的重点。图91.1.6 铆钉铆钉和弹簧一样是六件拉链头上最小的零件之一，长度不足四毫米，最小直径仅为一毫米。这么小的零件要想准确插入铆钉孔，除了要选择合适的体位外，还要求有精度足够高的装配机构。同时如何将铆钉固紧也是一个着重要分析的问题。将铆钉定位和铆钉紧固用同一个机构实现还是分步用两个机构实现也是一个需要讨论分析的问题。图101.2 装配方案的选择与确定六件拉链头自动装配机目前国内尚未研制成功。这是因为在六件拉链头装配机的设计过程中最关键的部分是拉链头的各部分的装配方法，尤其铜马安装方法。由于其装配零件尺寸小、装配难度大，故设计难度较大。为了解决这个问题，在傅老师的指导下我们在这次装配方案设计过程中特别引用了“形态分析法”。形态分析法是一种系统搜索和程式化求解的创造技法，是由美国加州理工学院教授、美籍瑞典天文物理学家F兹维基1942年提出的。兹维基利用他提出的形态分析法，分析了火箭的各主要组成要素及其可能具有的各种形态，在一周内就得到了576种不同的火箭构造方案，其中包括大量独创性技术方案，从而名声大振。形态分析法的原理是，将发明课题分解为若干个相互独立的基本因素，找出实现每个因素功能要求的所有可能的技术方式，然后加以排列组合，经过综合分析选出独创性方案。形态分析法实际上是用了数学中的排列组合而进行的枚举分析法。形态分析法的操作程序流程图如下：确定研究课题 要素提取 形态分析 编制形态表形态组合 方案优选下面我就用“形态分析法”分析拉链头装配方案：1.2.1 研究课题：六件拉链头装配方案。1.2.2 要素提取：就是确定发明对象的主要组成即基本要素。确定的基本要素在功能上是相对独立的。本研究课题的基本要素有六个，即 P1本体 P2拉片P3拉片环 P4铜马 P5 弹簧 P6铆钉 1.2.3 形态分析：即按照发明对象对诸要素所要求的功能，列出各要素全部可能的全部形态（技术手段）。经研究分析本体主要有七种形态、铜马主要有五种形态、拉片主要有六种形态、拉片环主要有五种形态、弹簧有三种形态、铆钉主要有四种形态。1.2.4 编制形态表将上诉的分析结果编入形态表内。要素以i表示,要素的形态以j表示，每个要素的具体形态用符号Pi j表示。本研究课题的具体形态分析表如表（1）所示。表（1） 要素i形态j12345612345671.2.5 形态组合按照对发明对象的总体功能要求，分别将各要素的不同形态方式进行组合而获得尽可能多的合理设想（组合数目N=要素的形态数的乘积）。本研究课题的形态可按P11 P21 P31 P41 P51 P61、P12 P21 P31 P41 P51 P61、P13 P21 P31 P41 P51 P61、P17 P26 P36 P45 P53 P64进行组合，可组出N=765534=12600种装配方案。考虑其中的装配可能性，选取七种最有效的适用的装配方案，即P11 P25 P32P42 P51 P64、P14 P24 P31 P43 P53 P66、P12 P22 P35 P42 P51 P64 、P13 P22 P34 P42 P51 P63 、P14 P24 P35 P42 P53 P63 、P15 P25 P34 P44 P51 P64 、P17 P26 P35 P45 P53 P63 ，分别称为方案一至方案七1.2.6 优选 在拉链头的装配中最关键的是铜马、拉片和拉片环如何装进本体之中。另外由于拉链头的尺寸很小，其装配机也属于轻工自动化机械，因此在优选时应考虑使自动装配机的传动链简短，执行机构要有足够的精度和力学性能，整机要具有较高的可靠性。现在就从这几方面对上述七种装配方案进行优选。先从拉片的装配过程来优选，上述几种方案中方案七（即P17 P26 P35 P45 P53 P63）是不适用的。这是因为拉片和拉片环是有交叉的，所以这两者应该在本体外面时装好后，再一起装入本体中；再者，从铜马装配过程来优选，方案二、六（即P14 P24 P31 P43 P53 P66、 P15 P25 P34 P44 P51 P64）是不合理的。试验证明如果拉片铜马是自由落体掉入本体内的，即使这个下落距离非常小，也会因为碰撞造成装配问题，如弹出或倾斜。而我们设计的这种装配机可靠性是非常关键的，不会允许出现这种误差。所以，拉片应先与铜马装入本体，而铜马应该由一根杆推进靠重力落入本体内。可以看出，方案三（P12 P22 P35 P42 P51 P64）不符合要求。方案五（P14 P24 P35 P42 P53 P63）的本体倒放，给其他零件的定位和装配造成困难，也是不符合要求的。再从拉片和本体之间的安装夹角方面来考虑，因拉片的安装夹角直接关系到铜马能否顺利落入本题和最终拉头能否顺利的在推杆作用从随行夹具中推出，这就必须要使拉片的位置相对于本体要有合适的角度以便给铜马的安装留有空间，同时还要方便出料。从这一方面考虑七种方案之中只有第一、三种方案（P11 P25 P32P42 P51 P64 、P12 P22 P35 P42 P51 P64）是适合的。这是因为其拉片的安装位置相对于本体是斜放着的，这正好给后面的装配工序留有有利的空间位置。而其余几种方案的拉片与本体处于平行的位置，这就要在进行下一道工序之前把拉片转过角度以留出空间位置，这就增加了工序的复杂性。综上所述方案一（P11 P25 P32P42 P51 P64）最优。工序1图11工序2图12工序3图13工序4图14工序5图15工序6图16图11-图16所示，就是放案一的具体的装配方式。从上面分析来看，“形态分析法”是以全面搜索的周全思维为指导，对发明课题的主要变数(即主要组成部分)及其各种形态进行分析和列举，然后通过形态组合，网罗所有方案，从中找出独创性和实用性强的设想。通过“形态分析法”列出拉链头的各主要组成部分的形态组合并加以分析优化，优选出了最佳方案。解决了拉链头装配方案太多过于复杂的难题，缩短了分析设计时间，给余后装配机的总体设计带来了有利条件。第二章 六件拉链头自动装配机工作方式的确定自动装配机的形式多种多样，总体上有单工位自动装配机和多工位自动装配机之分。单工位自动装配机是指这样的装配机器，它只有单一的工位，没有传送工具的介入，只有一种或几种装配操作。这种装配机的应用多限于只由几个零件组成而且不要求有复杂的装配动作的简单部件。这种装配机的工作效率可以达到每小时3012000个装配动作。多工位自动装配机顾名思义有多个工位，它的适应性更广。由于六件拉链头的零件较多且有的零件装配过程较麻烦，所以选择多工位的自动配机构较为合理。多工位自动装配机的组织形式也是多种多样的。由于设计方案的不同,所以运动方式不同,工作方式也不同,所选用的动力源也不一样.下面就简要介绍几种多工位自动装配工作方式。2.1 圆形回转台式这种方式是节拍（间歇运动）的产生很重要，可以通过凸轮、马耳它机构或伺服电机等实现间歇运动。圆盘间歇运动使拉链头通过不同的工位的工作台来完成装配。分析可知至少需要六个工位才能装配完成。如图17示意:：图172.2 环形纵向节拍式这种方式是以电动机驱动环形输送线，随行夹具在输送线上沿莫一方向循环。当随行夹具行至纵向工作面时，在推抓和定位销的作用下多个随行夹具同时被限定在不同工位上，各零件的装配同时进行。推抓在汽缸的作用下移位，又在弹簧力的作用下复位。定位销由凸轮机构控制。如图18示意：；: 图182.3 往复式 这种方式是以汽缸杆的伸缩运动来带动导轨上的滑块,使之往复运动,从而在不同工位完成装配过程,因此它的动力源是汽缸。 如图19示意：图19以上三种方案各有优缺点，经与指导老师分析讨论：拉链在应用中属于低值易耗产品，产量极大，所以装配准确率和生产率成为选取工作台形式的决定因素。另外考虑设备的适应范围、可改装性和经济性。环形纵向节拍式最符合六件拉链头装配要求。虽然它有着自身的缺点，但这是可以克服的。环形纵向节拍式机构明朗，加长纵向工作面可设计成更多工位（12工位甚至更多）。它无圆盘式转动惯量的影响，不用减轻工作台重量，增加了装配机的稳定性，减少了震动料斗对其的影响。综上所述：选择方案(2)为设计基础进行设计。由于六件拉链头的拉片和拉片环要交叉固紧，若拉片和拉片环分步装入本体再固紧，就会增加随行夹具和装配机构的复杂度，所以将拉片和拉片环在进入本体前就完成交叉固紧。这样就减少了一个工位。第三章 六件拉链头自动装配机主要部件结构设计结构设计的任务是将总体设计中的方案进行结构化，即确定为实现产品的功能要求所需的部件和零件的材料、形状、尺寸、精度、布局以及加工方法。在争得傅老师的同意我只着重设计了随行夹具、每个工位的步装机构和整机的外观造型。由于时间的仓促和工作量的巨大，对流水线部分只作了局部试探性结构阐述。本装配机的震动料斗部分由史朝婿同学负责完成，本章节不进行这部分内容说明。1. 确定性原则a) 功能分配确定：每个结构承担一个或几个局部功能。b) 工作原理确定：保证能量、力、物料、信号的正确走向和转变。c) 工况及载荷确定：若因缺少工况和载荷的明确资料而不得不先 作一些假设。应校核稳定性。2. 简单性原则：要求简化、简明、简要、简便、简洁。a) 零部件数目少；b) 工作面数目少；c) 几何形状简单；d) 操作简单；e) 制造、检测容易；f) 安装与调整简洁等。3. 安全性原则a) 部件的可靠性；b) 冗余配置；c) 有限损坏。3.1 随行夹具设计图20图21如上图所示，该随行夹具依据确定性原则，简单性原则，安全性原则设计，该夹具可以满足本体，拉片，铜马，盖帽的落料和定位。本体从水平方向进入本体槽并定位。进入到下一个工位时，弹簧在重力的作用下从夹具顶面的圆孔自由落体到本体定位。进入下一工位时，拉片滑入拉片扶板内以及将拉片固定在扶板内不能左右移动。再进入下一工位时，铜马在推杆的作用下沿随行夹具顶面的缝隙前行，当到达随行夹具的中间时自上落下定位。在到了第五工位时，铆钉在导杆作用下进入铆钉孔，随后冲紧。 从整体上看，这个随行夹具设计简单，但可以满足各方面的设计要求，符合设计原理。 3.2 步装机构的设计3.2.1 本体步装机构设计从整体装配方案中，得知本体是水平进入随行夹具中的，又从简化、简明、简要、简便、简洁的简单性原则出发，我设计了这种让本体垂直落入滑道内再通过一个弯曲的滑道，靠惯性进入随行夹具体内。但是，这种滑道要求本体零件的精度比较高，如果本体零件的精度不高，那本体零件就不能在滑道中舒畅在随行夹具穿过，同时也要求滑道本身在制造过程中，精度要求也要很高，否则本体零件也不能在滑道中舒畅地穿过。在与随行夹具的连接时，要让滑道的开口一致，以防本体在进料的过程中由于开口不一致而让本体不能进入随行夹具中。根据本体的结构特点本着简明、简单的原则设计了简单的有效的隔料机构构。本体步装机构的结构如下图所示:图22主要零件如下：1. 隔料机构托台图232. 滑道图253.汽缸支架图253.2.2 弹簧步装机构设计弹簧是圆柱形的相对来讲隔料机构、送料机构、导向和定位都比较方便。首先隔料机构讨论，弹簧是圆柱状物体，我们可以把它类比着子弹。它的隔料机构可以仿照子弹的弹夹进行设计。初步构想如下图：图26图27从上图可以看出，弹簧在垂直滑道中一字垒叠，水平管道只能容下一个弹簧通过。当推杆将前一个弹簧向前推送的时候，推杆阻挡了下一个弹簧的下落到水平管道里（如图26）。而当推杆完成前一个弹簧的送料任务后复位时，水平管道的位置被空下，下一个弹簧在重力的作用下自然落到水平管道里。推杆继续完成下一个推送任务（如图27）。在这部分设计的时候尺寸要把握的很到位。由前面的方案选择可知弹簧是以竖直的姿态进如本体的进行装配的。如何将弹簧矫正到竖直状态也是本机构需要解决的问题。通过认真分析，同是得到傅老师的认可，我设计了一个可靠性很高的简单部件。示意图（图28）如下：图28为了保证弹簧准确落到你本体的弹簧孔中，必须保证本体在随行夹具中准确定位。由于前一工位中本体是靠惯性进入随行夹具的，并没有推紧。所以在这一工位必须增加一个推紧装置才能保证本道工位及此后工位的装配动作的顺利完成。弹簧步装机构的结构如下图所示:图29主要零件如下：1. 垂直矫正滑道图302. 水平料道图313. 垂直料道倾斜一定角度是为了减缓弹簧下落的速度，以便减少弹簧下落时的错误形态的几率，使弹簧下落到低端时保持水平。图324. 工作平台图333.2.3 拉片和拉片环步装机构设计 由第二章节分析可知拉片和拉片环要在本体外事先装配好再作为一个整体进入本体进行定位装配。这样就增加了机构设计的难度和复杂度，必须有合理的布局、精巧的机构、准确的定位和可靠输料机构才能达到设计要求。 我首先从拉片和拉片环的装配入手。由形态分析可知二者水平定位固紧较容易实现。拉片、拉片环从隔料机构自由落到导向槽，在推杆的作用下拉片先落到定位槽，然后拉片环被推杆推进拉片的缺口，此时拉片、拉片的定位已经完成。再由垂直往下的冲头固紧。再者就是装配完成的拉片整体如何定位到本体中，经过研究分析我设计了如下的结构：将上面所阐述的拉片定位槽低面设计为可控的间隙开合的活动托板，这样在冲头固紧拉片后活动托板开启，拉片装配体顺势落下。再经过斜面料道导向作用后拉片装配体很自然的滑入随行夹具。从而定位在夹具上进入下一装配工位。 原理示意图如下：图34描述的时冲头冲压前拉片环未装入拉片时的情况。图35描述的是冲头冲压后托板退出，拉片装配体瞬间下落的情景。本图可知拉片装配体下落后沿斜面只有一种形态即拉片环朝下。图34图35拉片、拉片环步装机构的结构如下图所示:图36主要零件如下：1. 冲头支撑座图372. 总支撑图383. 拉片隔料机构支撑架图394.拉片及拉片环装配水平导向图405.拉片环隔料图413.2.4 铜马步装机构设计 六件拉链头的铜马与传统的四见拉链头的铜马相比机构不是太复杂。仿照弹簧装配的隔料机构进行设计。原理示意如下图：图42这部分机构相对比较简单，三维设计图如下：图43主要零件：支架图443.2.5 铆钉步装机构设计六件拉链头的铆钉很小，将其插入本体的铆钉孔中是一个比较困难的事。可以以自由下落的方式落到本体的铆钉孔中也可以通过导杆将其推送到铆钉孔。经过与导师的商量以及前面形态分析和随行夹具的设计，我选择了第二种方案。根据初步构想 如下图所示：图45铆钉进入铆钉孔后，接着是将铆钉冲紧。如下：图46 推杆和冲头都要与铆钉孔在一条轴线上才能工作，如果这样的话就会与随行夹具产生冲突。如何解决这个问题是一个关键。为此我设计了一个可以升降的工作台，保证这个方案的顺利进行。设计结果如下图所示：图47主要零件：1. 总支架图482. 总托台图493. 横架托台图504. 横架图515.推杆滑道图526. 总支架端盖图533.2.6 出料机构设计出料机构是整个装配中要求最不高的，因为其需要完成的动作简单。这就注定其结构不会复杂。我也本着简单、方便加工的原则进行设计。具体如下图：图54主要零件：1. 承套座图552. 汽缸支座图563. 推杆承套图57第四章 六件拉链头自动装配机零部件的选择与计算零部件的选择是十分重要的，它对于整个机器的装配与工作影响都很大。在六件自动装配机中，特别是汽缸、传感器和电机等的选择使用是非常关键的。4.1 气缸的选择 在电子技术高速发展的今天，电气控制有机器设备的灵魂之称。气动技术之所以仍首先被广泛利用和获得持续发展的主要原因，是它本身句有的独特的优点。1：以空气为工作介质，取之不尽；2：对过载敏感性小；3：使用寿命长；4：耐高温性强；5：制造成本低；由于以上几个优点，我们就以选择气缸来实现推料和冲压。气缸的选择气缸设计是以气缸活塞杆的输出推力为基准的，活塞杆输出的推力必须足以克服外力。在我的毕业设计中，我的气缸是根据外力的大小来选择的。由于拉链头的各个零件都比较小，所以用的外力也比较小。我选的气缸是根据日本CKD株社的气动元件书选择的，它的气缸本身体积小，质量小，这样就工作方便，可靠。图58图594.2 传感器的选择传感器是将机电一体化系统中被检测对象的各种物理变化量变化为电信号的一种变换器。它主要被用于检测机电一体化系统自身与作业对象，作业环境的状态，为有效的控制机电一体化系统的动作提供信息。传感器的种类很多，按其作用可分为检测机电一体化内部状态的内部信息传感器和检测作业对象和环境的外部信息传感器。机电一体化系统对检测传感器的基本要求：1：体积小。重量轻，对整机的适应性好；2：精度和灵敏度高，响应快，稳定性好；3：安全可靠，寿命长；4：便于与计算机连接；5：不容易受被测对象的影响，也不影响外部环境；6：对环境条件适应能力强；7：现场处理简单，操作性能好；8：价格便宜；考虑各种要求，故选择磁敏传感器。4.3 振动料斗的选择自动上下料装置，是自动机床和自动线设计中复杂程度高而且难度较大的重要组成部分之一。自动上下料装置所完成的工作，是将散乱的工件经过定向机构，实现定向排列，然后顺次地把它安装到机床夹具上，并在加工完成后从夹具中卸下工件。自动上下料装置还可用于将工件定向整理后送至装配位置。自动上下料装置中，自动上料装置发展很快，已成为一个独立的部分，通常又称为自动供料器。自动上料装置的结构形式在很大程度上取决于工件的毛坯形式及其原材料。毛坯有卷料、板料，棒料和件料等多种形式，故自动上料装置也是多种多样的。在自动上料装置中，用于卷料、板料及棒料的装置往往是属于机床的专用部件，我们这里不作介绍。拉链头的四个零件都属于件料，所以本章着重介绍在生产实践中使用性能较好的件料自动上料装置。件料自动上料装置大致可分为料仓式和料斗式两大类。料仓式上料装置是将已经整理好的工件放在贮料器中进行上料的装置。这种上料装置虽然需用人工来完成工件的定向整理，但其结构简单，且工作可靠性较高。它适用于批量较大且因重量、尺寸及几何形状特殊等原因而难于进行自动定向整理的工件，或者使用于单件工序时间较长，人工定向整理一批工件可供机床加工很长时间的场合。 料斗式上料装置一般可以自动地实现杂乱工件的定向整理，并将之送至工作地点，因此能进一步减轻工人的劳动强度，便于多机床管理。这种上料装置多用于工件形状简单，体积和重量不大，而且工序时间短、要求频繁上料的情况。鉴于拉链头的装配和生产情况，我们决定采用料斗式上料装置。下面我们将这种介绍这种装置。料斗式上料装置与料仓式上料装置的主要不同之处在于，后者只能完成将已定向整理好的工件由贮料器向机床供料的功能，面前者则可对贮料器中的杂乱（未定向）的工件进行自动整理后再将之送至机床来实现自动定向供料。可见，如何实现定向整理是料斗式上料装置设计中关键的问题。料斗式上料装置主要由贮料器、定向机构、辅料槽、隔料器及上下料机构组成，其中贮料器与定向机构统称之为料斗。4.3.1 工作原理振动式料斗是最常用的一种自动定向上料料斗，其工作原理与机械传动的料斗不同，它借助于电磁力或其它驱动力所产生的微小振动，巧妙地利用振动与摩擦，使工件在惯性力和摩擦力的综合作用下向前运动，并在运动过程中实现自动定向。常用的振动式料斗有两种，圆形振动料斗和直进式振动料斗，其中，前者的应用更广泛。在圆形振动料斗中，工件堆放在圆形贮料器底部，在微小振动的作用下，沿贮料器内壁上的螺旋形轨道向上运动，并在运动过程中实规定向整理，定向正确的工件从贮料器上部的出料口进入输料槽中。图604.3.2 定向方法自动装配过程中，供料系统的重要功能是对零件的自动定向调整。通常，所要组装的零件一般是要逐个分离，以一定方向和姿态准确地进入组装位置。由于零件复杂、多变，定向要求各有所异，目前对料斗轨道已研制出一些标准化定向元件，可以单独使用，也可以组合使用。零件在料斗中沿着定向元件灵活运动，而不得在排列过程中引起阻塞。定向元件有不同截面形状的传输轨道、挡板、豁口、槽穴、护板、凸脊、台阶、空气喷嘴等。他们所设计与改进不能完全在图纸上策划，而是要在实际中改进。零件传输排列的过程是：消除零件重叠 排列零件变换零件姿态 保持零件姿态 分离 确定零件位置，如下图表示。图614.3.3 基本特性为便于设计和使用振动式料斗时参考，其基本特性可归纳如下：振动式料斗在共振区或亚共振区工作，可以获得较高的驱动效率。当激振频率一定时，振幅的增加将引起送料速度的增高；当频率发生改变时，若改变振幅的大小使不变，则送料速度与频率成反比变化。应注意的是，振幅在其垂直方向上的分量过大时将使工件输送失去稳定性。送料轨道的倾角越小则送料速度越高。由于料斗底部的工件具有较高的送料速度，故轨道上的工件往往受到底部工件的推挤而向前运送。工件与轨道之间的摩擦系数越大则送料速度越高。对于普通轨道材料，最好是在其上涂覆橡胶等材料来加大摩擦系数。若摩擦系数变化，最好振动方向角也随之调整。要避免油渍、水渍等粘附在轨道和工件上，以保证送料的正常进行。为降低负载对料斗送料特性的影响，要适当地增大料斗支承弹簧的刚度，并相应提高料斗的驱动功率而使送料速度不变。尽量使料斗中负载量保持恒定也是稳定送料速度的有效方法。4.4 输送线间歇分割器的选择计算随行夹具安装在环形输送线上，要让随行夹具在每个工位都能停止一会以便装配进行除了要有限位和定位机构外，最关键的是要有间歇运动。而产生间歇运动的方法有很多，有圆柱凸轮间歇传动、马尔它槽轮和星形传动、盘形凸轮间歇传动、棘轮棘抓传动压缩气驱动和伺服电机驱动等。而目前生产此类机构的厂家有很多，比如：昆山美力特精密机械有限公司。该生产的间歇分割器是凸轮间歇分割机构。选择该公司生产的45DH型号的分割器驱动输送线。外观如下：图62分割器选择计算：图63间歇分割定位等份：N设定周期为2秒，主动轴转速：凸轮曲线变形正弦曲线 因此 负载扭矩：1.静扭矩（惯性矩）：(a) 主动齿轮重量：节圆直径=180mm那么主动齿轮惯性矩：（b）输送带惯性矩： 从动齿轮惯性矩： 传动轴惯性矩： 链轮惯性矩： 链条惯性矩 随行夹具惯性矩 拉链头的惯性矩忽略所以输送带总惯性矩输送带有效惯性矩 总惯性矩：+=0.331+24=24.331()输出轴最大角加速度：静扭矩（惯性矩）：摩擦扭矩：（a）输送带上的摩擦扭矩：（b）输送带的有效摩擦扭矩：工作扭矩：在间歇分割运动时没有作功，因此0负载扭矩：+312.4+75.43+0387.83（kg.cm）3.88（kg.m）实际负荷的扭矩：，安全系数2*3.88*27.76从动轴扭矩： 注：从动轴启动负载扭矩视为0，因此0360/6 * 1/120 *0.99*8.38+0=4.14计算电机功率：P假设电机效率为60那么P=0.28(HP)以上计算的值为启动时的最大功率，而实际运转所需的功率为计算值的1/2。第五章 整体效果六件拉链头自动装配机的开发与设计是一个复杂的系统项目，凭一人之力很难完成。本毕业设计只是针对六件拉链头自动装配机的部分作了研究和探讨，提出了一些想法和方案。若要完成整个六件拉链头自动装配机设计，还有很多事情要做。下面对整体外观用CATIA软件进行了模拟和渲染。图64图65小 结 在完成上述研究的过程中，不仅是对过去所学知识的应用，更让我熟悉和掌握了研究